Donnerstag, 9. Januar 2014

Lebensfreundliche Zonen um sonnenähnliche Sterne deutlich ausgedehnter als bislang gedacht


Künstlerische Darstellung eisigen erdartigen Planeten. Während es auf seiner Oberfläche für flüssiges Wasser und damit Leben zu kalt ist, könnte dieses tief unter seiner Oberfläche gedeihen (Illu). | Copyright/Quelle: abdn.ac.uk

Aberdeen (Schottland) - Erdgroße Gesteinsplaneten und Monde könnten auch dann noch Leben beherbergen, wenn sie mindestens zehn Mal weiter von ihrem Stern entfernt selbigen umkreisen als dies anhand der bisherigen Vorstellungen der sogenannten habitablen Zone bislang für möglich gehalten wurde. Zu dieser Erkenntnis kommen britische Wissenschaftler in einer aktuellen Studie, die die bisherige Vorstellung dieser lebensfreundlichen Zone in Frage stellt und die Anzahl der potentiell lebensfreundlichen Planeten um ein Vielfaches erhöht.

Wie die Forscher um Sean McMahon von der University of Aberdeen aktuell im Fachjournal "Planetary and Space Science" (DOI: 10.1016/j.pss.2013.07.002) berichten, könnten damit nun auch zahlreiche Gesteinsplaneten als potentiell lebensfreundlich angesehen werden, von denen Astrophysiker bislang ausgingen, dass auf ihnen kein Leben existieren könnte. Allerdings dürfe man dieses Leben dann nicht auf der Oberfläche dieser Planeten sonder darunter suchen.


Die bisherige Vorstellung von der habitablen - also lebensfreundlichen – Zone, basiert auf der Vorstellung, dass ein Planet seinen Stern innerhalb einer bestimmten Abstandsregion umkreisen muss (eben jener "grünen Zone"), damit aufgrund gemäßigter Temperaturen Wasser in flüssiger Form, und damit die Grundlage zumindest des irdischen Lebens, auf der Oberfläche des Planeten existieren kann.


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"Diese Vorstellung zieht aber nicht den Umstand in Betracht, dass Leben auch unterhalb der Planetenoberfläche existieren kann", erläutert McMahon. "Je tiefer man unter die Planetenoberfläche vorstößt, desto wärmer wird es. Gelangt man dann bis in jene Tiefen, in denen Wasser in flüssiger Form vorkommen kann, so kann dort auf Leben existieren."


Anhand von Computermodellen für Planeten bestimmter Größen haben die Forscher nun errechnet, dass selbst vor dem Hintergrund, dass bekanntes Leben auf der Erde bislang zwar nur bis in Tiefen von 5,3 Kilometern nachgewiesen wurde, dass aber auch auf der Erde Leben noch bis in Tiefen von 10 Kilometern möglich wäre. Bislang sind die Bohrer von Forschern und Wissenschaftler jedoch an derartigen Orten noch nicht in diese Tiefen vorgedrungen.


"Anhand unserer Computermodelle haben wir herausgefunden, dass die habitable Zone für erdartige Planeten um sonnenähnliche Sterne etwa drei Mal größer ist, wenn wir die obersten fünf Kilometer unterhalb der Planetenoberfläche ebenfalls als bewohnbare Region ausweisen", so McMahon. "Unser Modell zeigt, dass flüssiges Wasser und damit auch Leben, auch dann noch in Tiefen bis zu fünf Kilometern auf der Erde existieren könnte, wenn diese drei Mal weiter von der Sonne entfernt wäre.


Die Ergebnisse legen also nahe, dass Leben im Innern von erdartigen Planeten und Monden häufiger sein könnte als auf deren Oberflächen. Wenn wir zudem die obersten 10 Kilometer unterhalb der Erdoberfläche als potentiell lebensfreundlich ausweisen, so dehnt sich alleine die habitable Zone der Erde bzw. unserer Sonne um das 14-fache aus."



Grafische Darstellung des Sonnensystem bis zu den Umlaufbahnen von Saturn und Jupiter. | Copyright: NASA

Bislang reicht die habitable Zone unseres Sonnensystems bis zur Umlaufbahn des Mars. Anhand des neuen Modells von McMahon und Kollegen reicht die grüne Zone der Sonne bis nun über die Umlaufbahn von Jupiter und Saturn hinaus.


Darüber hinaus legt das Studienergebnis auch nahe, dass auch sogenannte Einzelgänger-Planeten, die gänzlich ungebunden an ein Zentralgestirn und dadurch in völliger Dunkelheit durchs All treiben, dennoch lebensfreundlich sein könnten.


"Derart ungebundene Gesteinsplaneten von der nur geringfügig mehrfachen Größe unserer Erde könnten flüssiges Wasser in etwa fünf Kilometern Tiefe unterhalb der Oberfläche selbst dann noch aufweisen, wenn sie den interstellaren (zw. den Sternen) durchstreifen und wenn sie keine Atmosphäre besitzen. Der Grund dafür ist eine einfache Regel: je größer der Planet, desto größer ist auch die Hitze, die er in seinem Innern generiert."


Die Erkenntnis der Forscher hat somit auch schon Auswirkungen auf die ersten Diskussionen um bereits entdeckte, potentiell lebensfreundliche Exoplaneten. So galt der Planet "Gliese 581 d", der seinen Stern gerade einmal 20 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Leier (Lyra) umkreist, bislang als eigentlich für flüssiges Wasser und Leben als zu kalt. "Unser Modell", so der Forscher weiter, "legt nun aber nahe, dass sich in zwei Kilometern Tiefe flüssiges Wasser finden könnte - sollte der Planet tatsächlich von erdähnlicher Struktur sein."


Die Bedeutung des Untergrunds hebt das Forscherteam zudem durch einen zweiten Fachartikel hervor, der die Ergebnisse einer weiteren Studie beschreibt: Diese legt nahe, dass es unterhalb Oberfläche der irdischen Kontinente mehr Leben geben könnte als unterhalb des Meeresbodens.


"Unsere Ergebnisse legen nahe, dass das Leben sehr viel häufiger unter der Oberfläche von Planeten und Monden zu finden ist, als darauf. Das bedeutet aber auch, dass wir auch jenseits der konventionellen habitablen Zonen nach Zeichen von Leben suchen sollten. Hierzu müssen weitere Mittel und Wege gefunden werden, wie wir Leben unterhalb von Planetenoberflächen finden können. (...) Die Oberfläche jener nicht-irdischen Gesteinsplaneten und Monde die wir kennen, unterscheiden sich deutlich von der unserer Erde. Sie sind für gewöhnlich kalt und kahl, ohne oder nur mit sehr dünnen oder sogar korrosiven Atmosphären. Begeben wir uns aber unter die Oberflächen dieser Himmelskörper, so wäre das Leben dort vor einer ganzen Reihe unwirtlicher Bedingungen an der Oberfläche geschützt. Unsere Untergrund-Habitable-Zone könnte sich also als sehr wichtig für die Suche nach Leben herausstellen. Vielleicht ist sogar die Erde selbst, mit ihrem vielfältigen Leben an der Oberfläche, eher die Ausnahme?"


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